Astrofotografie ohne spezifische Hilfsmittel IV…über das Rauschen…

In meinen letzten Beiträgen war oftmals die Rede vom „Rauschen“ und so möchte ich das Rauschen in diesem Beitrag etwas genauer betrachten…dabei will ich allerdings nich allzu tief ins Detail dringen, um möglichst nicht zu langweilen…

Zuerst einmal, was ist eigentlich Rauschen?

Grob gesagt, kann man jegliche Art von Störsignal auf einer Abbildung als Rauschen bezeichnen. Bei Tageslicht stellt das Rauschverhältnis der heutzutage handelsüblichen Kameras meist keinen erwähnenswerten Faktor dar. Anders verhält es sich aber unter extremen Bedingungen. (wie z.B. der Astrofotografie)

Bei digitalen Bildern gibt es nun folgende Hauptursachen für Störsignale:

-Signalrauschen

-Dunkelstromrauschen

-Ausleserauschen

Hier sei nur kurz erwähnt: Signalrauschen und Dunkelstromrauschen sind durch möglichst lange (aber auch nicht zu lange) Belichtungszeiten und die Verwendung von Darkframes positiv zu beeinflussen. Ohne motorische Nachführung und Autoguider haben wir somit wenig Einfluss auf diese Parameter. (Im Deep-Sky-Bereich ist es allerdings essenziell  durch exakte Nachführung der Optik die Belichtungszeiten der Einzelbilder zumindest in den „Minutenbereich“ zu heben…)

Noch schlimmer ist es mit dem Ausleserauschen…hier gibt noch weniger Einfluss auf die Störsignale zu beanspruchen. (Einzig eine Kühlung des Sensors hilft….)

Wie wirkt sich das Rauschen nun aus?

Auf verrauschten Bildern ist meist sowohl Farbrauschen als auch Luminanzrauschen zu finden. Diese 2 Phänomene sind leicht auseinanderzuhalten und es ist ein erheblicher Vorteil bei der Bildbearbeitung, wenn man den Unterschied kennt:

Das folgende Bild stammt von meiner CCD-Kamera. Auf dem Foto fällt das Rauschen nich sehr drastisch aus. Im Bildausschnitt ist es aber doch deutlich zu erkennen. Ich habe ein monochromes Bild gewählt, weil ich zuerst das Luminanzrauschen betrachten möchte. Die verrauschten Regionen habe ich mit kleinen weißen Pfeilen markiert. Kleine schwarze Klümpchen…das ist also das Luminanzrauschen.

r1-1-von-1

Entrauscht man nun ein solches Bild (mit einem der üblichen Programme…), dann geschieht dies, sobald man den „Luminanz“ (oder so ähnlich) Regler betätigt, durch einen sehr komplexen Weichzeichner. Dabei wird sofort klar: Durch die Anwendung einer Luminanz-Entrauschung büßt man Schärfe und damit Details ein. Es gibt mehr oder weniger geeignete Werkzeuge für die Entrauschung…aber letztlich schlagen sich alle Methoden auf die Bildqualität.

Darum ist es notwendig so weit wie möglich ins Bild zu zoomen um die negativen Auswirkungen der Anti-Rausch-Software auf Schritt und Tritt zu beobachten.

r2-1-von-1

Hier wurde bereits entrauscht. Zwar sind die schwarzen Klumpen noch sichtbar, aber sie sind in Kontur und Kontrast deutlich geschwächt. Die Sterne bleiben dabei weitgehend unversehrt. Die Software könnte durchaus  noch mehr hergegeben…doch einen Zacken noch und es hätte sich bereits negativ auf mein Motiv ausgewirkt…daher ist hier stop…

Nun zum Farbrauschen:

r3-1-von-1

Da wir nun wissen, wie das Luminazrauschen aussieht, können wir es deutlich vom Farbrauschen unterscheiden. Alles was bunt ist und sich nicht rund um einen Stern befindet und kein schwarzer Klumpen ist….ist das Farbrauschen.

Die Unterschiedung zwischen Luminanz und Farbrauschen ist wesentlich, weil für jeden dieser Effekte ein anderer Regler (oder gar ein anderes Plugin) zuständig ist. Bekämpft man mit dem „Luminanz-Regler“ das Farbrauschen, funktioniert dies zwar auch einigermaßen, aber viele weitere Informationen verabschiednen sich dann wohl gemeinsam mit dem Rauschen aus dem Bild.

Vorschlag für einen Workflow bezüglich entrauschen:

-Das Bild strechen

-Das Bild analysieren (Was ist Farbrauschen, was Luminanzrauschen?)

-Luminanz und Farbrauschen jeweils seperat entfernen. Jedoch nur zu ca 50%. Das Bild kann später noch etwas entrauscht werden.

-Weitere Bearbeitungsschritte setzen: schärfen, Kontrast einstellen, Sättigung usw.

-Nun prüfen, ob das Bild weiter entrauscht werden muss. Das ist auch ein wenig Geschmackssache. Als ich meine CCD bekam, wollte ich möglichst rauscharme Bilder, um mir selbst zu beweisen, dass sich der Kauf gerechnet hat. Damals habe ich viel zu stark entrauscht…heute lasse ich dem Rauschen wieder mehr Platz…das macht so mansches Bild ein wenig natürlicher…

Ich entrausche, bearbeite und entrausche also…und deshalb schöpfe ich beim ersten Entrauschungsdurchgang möglichst nicht das gesamte Potential der Software aus. Nur ca. 50%…

Wenn man ein Bild etwas nachschärft, steigt das Rauschen meist an und beim Anheben des Kontrastes manchmal auch…manchmal läuft es aber auch anders herum und das Rauschen tritt dadurch etwas weniger hervor. Jedes Bild ist anders und muss dadurch anders behandelt werden. Da sich im Vorhinein oft nur schwer abschätzen lässt, was sich durch weitere Bearbeitunsschritte entwickeln wird, ist es daher nicht ratsam das Rauschen im ersten oder zweiten Arbeitsschritt schon komplett aus dem Bild zu bügeln. Durch das Entrauschen verliert auch das eigentliche Signal an Daten und diese könnten für weitere Bearbeitungsschritte wesentlich sein.

Das Bild vor der Weiterverarbeitung aber gar nicht zu entrauschen, ist jedoch auch nicht der Sinn der Sache. Beim Schärfen wird das Rauschen meist erst so richtig knackig, so dass man es im Nachhinein nurmehr schwer vom Bild bringen wird.

Also: entrauschen—bearbeiten—entrauschen…

Aber Bitte auch weitere Meinungen zu diesem Thema einholen…dieser Beitrag hat weder einen Vollständigkeits-Anspruch noch ist er der Weisheits letzter Schluss…

trash on und CS!

 

 

 

 

4 Gedanken zu “Astrofotografie ohne spezifische Hilfsmittel IV…über das Rauschen…

  1. Da hast du einen interessanten Artikel verfasst.

    Es ist leider so, daß eine Rauschunterdrückung immer das Gesamtbild unschärfer macht. Mal mehr, mal weniger, je nachdem wie stark entrauscht wird und welches Tool man zum Entrauschen verwendet. Bei einem normalen Bild ist das oft nicht merkbar. Bei einem 1:1-Crop mir hoher ISO aber schon.

    Ich denke, die wirksamste Rauschunterdrückung im Astrobereich ist immer noch das Stacken. Und natürlich das Kühlen der Kamera.

    Du schreibst, daß Signal- und Dunkelstromrauschen durch darkframes positiv beeinflußt werden. Mir ist hier nicht ganz klar, warum. Rauschen ist doch per definition statistischer Natur. Mit darkframes bekommt man prima statische Fehlstellen in Bildern repariert, zum Beispiel Hotpixel, aber Rauschen?

    Edgar

    Gefällt mir

    • ja erst mal danke für das lob und gleich zur Kritik: da hast du natürlich irgendwie recht…durch die kompaktheit des beitrags war ich da ein wenig schlampig…hier hätte man noch hotpixel, darkpixel usw anführen müssen…gegen die das darkframe dann ja doch hilft (und per Definition gehören die auch zum rauschen)…praktisch macht das aber nicht so viel unterschied, weil durch die verwendung von darkframes das rauschen vermindert wird…und dadurch auch irgendwie das signalrauschen…aber unterm strich hast du natürlich recht…ein großer teil des rauschens ist statistischer natur und kann so mit einem darkframe nicht behoben werden…(trotzdem: auch eine dslr verwendet zur rauschunterdrückung kameraintern ein darkframe) stacking habe ich diesmal nicht extra angeführt…wurde schon durchgenommen 🙂 CS

      Gefällt 1 Person

  2. Darkframes sind schon ein probates Mittel im Zusammenhang mit dem Stacken zur Rauschminderung, eben genau weil Rauschen statistisch gleichförmig ist. Insgesamt kann man so den Signal-Rauschabstand gewaltig anheben ohne Verluste in der Bildinformation wie bei anderen Verfahren.

    Gefällt mir

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s